آشنایی با امواج مکانیکی

یک موج اطلاعات یا انرژی را از نقطه ای به نقطه دیگه به شکل سیگنال منتقل میکنه، اما هیچ جسم مادی این کار رو انجام نمیده. ما برای تمام ارتباطات بی سیم خودمون کاملاً به امواج وابسته ایم. زندگی امروزه ما با توجه به پیشرفت‌های عصر حاضر، بستگی به همین امواج داره. از جزئی‌ترین تا مهم‌ترین کارهای ما از همین طریق انجام می‌شه. امواج مکانیکی نیز در زندگی انسان نقش زیادی داره.

به عنوان مثال، شما اگه با تلفن همراه خودتون با دوست خودتون تو شهر دیگه‌ای تماس بگیری، کل ارتباط از طریق صدا انجام می‌شه، اما کل فرآیند انتقال سیگنال از بلندگو به گیرنده به صورت شکل موج رخ میده. تلفن صدای شما را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کنه که بعد از اون از طریق سیم های مسی یا از طریق آنتن های ارتباط بی سیم منتشر میشه.

موج چیست؟

موج جریان یا انتقال انرژی به شکل نوسان در یک محیط، فضا یا جرمه. امواج دریا یا جزر و مد، صدایی رو که می شنویم، حرکت فوتون نور و حتی حرکت گیاهان کوچیکی که توسط باد دمیده می‌شه، همگی نمونه‌هایی از انواع مکانیکی مختلف امواج هستن.

انواع امواج در فیزیک

انواع مختلف امواج مجموعه ای از ویژگی های متفاوتی دارن. بر اساس جهت حرکت ذرات و جهت انرژی، سه دسته وجود داره:

۱.امواج مکانیکی
۲.امواج الکترومغناطیسی
۳.امواج ماده موج مکانیکی

موج مکانیکی چیست؟

امواج مکانیکی موجی است که نوسان ماده است و وظیفه انتقال انرژی از یک محیط رو بر عهده داره. فاصله انتشار موج توسط رسانه انتقال محدود میشه. در این حالت، ماده نوسانی حول یک نقطه ثابت حرکت می کنه و حرکت انتقالی بسیار کمی وجود داره. یکی از ویژگی‌های جالب امواج مکانیکی، نحوه اندازه‌گیری آنهاست که با تقسیم جابجایی بر طول موج به دست میاد. وقتی این ضریب بدون بعد 1 باشه، منجر به ایجاد اثرات هارمونیک می‌شه. برای مثال، هنگامی که این ضریب از 1 تجاوز کنه، امواج در ساحل می شکنن و در نتیجه تلاطم ایجاد می‌شه.

دو نوع امواج مکانیکی وجود دارد:

⦁ امواج طولی – در این نوع موج، حرکت ذره موازی با حرکت انرژی است، یعنی جابجایی محیط در همان جهتی هست که موج به سمت آن حرکت می کنه. مثال – امواج صوتی، امواج فشار.
⦁ امواج عرضی – وقتی حرکت ذرات در زوایای قائم یا عمود بر حرکت انرژی باشه، این نوع موج به عنوان موج عرضی شناخته میشه‌
نور نمونه ای از موج عرضی است. برخی از مثال‌های دیگر عبارتند از: امواج قطبی و امواج الکترومغناطیسی.
امواج آب نمونه‌ای از ترکیب حرکت‌های طولی و عرضی هستن.

نوع دیگری از طبقه بندی بر اساس شکل

امواج مکانیکی رو بر اساس شکل هم طبقه بندی میکنن. جبهه موج رو به سطحی میگن که در یک زمان مشخص همه چیزهایی که بر روی اون سطح هستن، حرکت های شبیه به هم داشته باشن. جبهه موج می تونه، بر اساس نوع موج شکل‌های گوناگون داشته باشه.

اگه جبهه موج در سمت انتشار موج به صورت تخت و عمود حرکت کنه، این نوع موج رو، موج تخت میگن. اما اگه جبهه موج به شکل یک سری کره با یک مرکز مشترک، حرکت کنه این موج، نوعی موج کروی است.

ویژگی های موج مکانیکی

امواج مکانیکی بر اساس فاز، دامنه و دوره تناوب به صورت کامل مشخص میشن. در رابطه معادله موج کمیت های گفته شده به هم دیگر ربط داده میشن. معادله موج همه‎ی زمان‎‌های دلخواه رو در هر وضعیتی با t نشون میده.
دوره تناب کل زمانی است که برای حرکت نوسانی لازمه و دامنه بیشترین مقدار تغییر مکان توسط امواج رو نشون میده. اگه فاصله بین دو نقطه نزدیک از موج رو که یک فاز مشخص دارند، اون رو طول موج میگن.

نتیجه گیری

حرکت موج در تمام علم فیزیک خود را نشان می‌دهد و طلاتم موج آب که تقریباً همه افراد با آن آشنایی دارند. امواج شکل‌های مختلفی دارد مثل موج صوتی، موج الکترومغناطیسی، موج نورانی، امواج مکانیکی، موج رادیویی.
در این میان، امواج مکانیکی جزو بیشترین گروه از امواج هستند. شما در این مقاله با امواج مکانیکی و انواع آن و تعریف امواج آشنا شدین.
اگر به این مباحث علاقه‌مند هستید، می‌تونید در کلاس آنلاین فیزیک ما شرکت کنید؛ جایی که با آموزش تصویری و تعاملی، مفاهیم علمی مثل امواج به ساده‌ترین شکل توضیح داده می‌شن و با مثال‌های کاربردی درک عمیق‌تری پیدا می‌کنید.